电力系统自动化

《电力系统自动化》期末作业学 院：电气工程学院专业班级：10电气2班学号：P101813256姓名：寇晨颖

一个发电电源的简化线性AVR系统如下图所示，是在SIMULINK中建立仿真框图，设置比例增益Kp=2.0,调整、和KD,以获得具有最小超调量和较小的稳定时间的阶跃响应(建议值Kp=1，KI=0.15,Kd=0.17)(1)求系统的闭环传递函数并用MATLAB求阶跃响应。解：闭环传递函数为中(S)=_2(£)_1+G(s)H(s)“0.15 40 1 、,0.8、(1+——+0.17s)( )( )(——)s 0.05s+10.5s+1s+11+(1+0.15 40 1 1+(1++0.17s)( )( )( )0.05s+10.5s+1s+132(s+0.15+017s2)s(0.05s+1)(0.5s+1)(s+1)+32(s+0.15+0.17s2)32(s+0.15+0.17s2)(0.05s2+s)(0.5s2+0.5s+s+1)+32(s+0.15+0.17s2)1280(0.17s2+s+0.15)

s3+240.6s2+1342s+232由所求得的闭环传递函数为依据来编写程序来用MATLAB求次系统的阶跃响应，具体程序如下：□声■ S神兀曲捋酒■印唁源Stack:"攻二1 - nuoic=l£EO^[D,171D.15]:£ 一 denc=[lE4D.6134E 约叫：- l=D:D.01:10:- c=stspLiiudic,dene,t),grid:- figureUhplottl,c),ilab&lCL,s'),tiLieCTerminalvq!LagesLepresponse')程序运行结果如下:(2)建立SIMULINK仿真模型，并求阶跃响应。在MATLAB中的SIMULINK中建立仿真，其框图如下所示，PID控制器的参数设定为KP=1，0=0.15，Kd=0.17。SIMULINK仿真框图如下：LFrefTerminalValtsge仿真结果如下:分析：在时间为1时发出阶跃激励，所得的响应如上图所示。本系统的控制器用的是PID控制，控制方式是闭环控制，下面先分析各种控制的优缺点：比例控制：比例控制是最简单的一种控制方式，其调节作用比较及时，过渡时间短，抗干扰能力强，但最大的缺点是调节过渡过程存在余差随着KP的增加，余差会减小，但是不可能完全消除余差。比例积分控制：由于加入了积分作用，可以消除余差，但由于积分作用的存在，稳定性下降，尤其是Kj比较小时，稳定性下降比较严重。所以，在引入积分作用后，要使KP适当减小，来补偿积分作用造成的稳定性下降。比例微分控制：由于加入了微分作用，系统的整体控制质量提高，但因为微分时间KD整定得太大，就算偏差变化不是很大，但是微分作用太强，控制器输出变化很大，因此参数整定时KD不能太大。比例、积分、微分控制：比例、积分、微分控制综合了三种控制规律的优点，只要参数整定合适，可以获得十分好的控制系统的过渡过程。然后我们分析一下，反馈控制的具体内容及优缺点：在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是来源于被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和输入量之间的偏差，从而实现被控对象进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。通常在工程上采用的是负反馈，即反馈的信号和输入信号相减，使产生的偏差越来越小。由于引进了被控量的反馈信息，整个控制过程成为闭合过程，故反馈控制称闭环控制。此种控制方式组成的反馈控制系统，具有抑制任何内、外扰动对于被控量产生影响的能力，具有较高的控制精度。但这种系统使用的元件多，结构复杂，特别是系统的性能分析和设计也比较麻烦。尽管如此，它的重要性依然不可以被忽略，它依旧被广泛应用的控制方式，本系统同样采用的是闭环控制方式，它的高精度的优点使系统的可靠稳定的运行。此系统的过渡过程中，各动态参数：超调量：a%=1.21*100%=20%1延迟时间：td=1.1s上升时间：tr=1.2s峰值时间：tp=1.3s调节时间：ts=1.5s由上面动态性能的数据和阶跃响应来看，由于存在超调量，所以是欠阻尼响应，由前面所学知识可知，阻尼比越小，超调量越大